2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14380398
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
春日 敏宏 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30233729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 実 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00151803)
早川 知克 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (00293746)
野上 正行 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90198573)
畠 賢一郎 名古屋大学, 医学部・再生医療センター, 助教授 (80293710)
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| Keywords | 組織工学 / 骨類似アパタイト / 炭酸カルシウム / ポリ乳酸 / リン酸カルシウム / 擬似体液 / スキャホールド / ハイブリッド |
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| Research Abstract |
本研究は、将来的に実現すべきインジェクタブル培養骨のコンセプトに基づき、これに適したマトリックスを独自開発することを目的としたものである。注入時に破壊しない強度の高いもので、高い生体吸収性をもち、さらに、骨細胞への分化能促進も期待できる新型製剤を目指した。本年度はそのベースとなる素材について種々検討した。
生体吸収性バテライトを析出させた炭酸カルシウムと、生分解性材料であるポリ乳酸を複合させたところ、擬似体液中でわずか3時間以内に材料表面に生体吸収性骨類似アパタイトが生成することを見いだした。アパタイトの核形成を誘起するカルボキシグループにCa^<2+>イオンが配位していることが核磁気共鳴によりわかった。さらに、炭酸カルシウムの溶解により材料から多大なCa^<2+>イオンが供給され、アパタイト生成の誘導期間を短くすると提案された。
これを用いて、骨類似アパタイトが急速に生成する新いポリマー/セラミック複合材料を作製た。生分解性ポリ乳酸PLAを塩化メチレンに溶かした後、炭酸カルシウム(バテライト)CCと混合し、180℃で40MPaでホットプレスした。CCが30%以下では、脆性破壊を示さないことがわかった。30%CCを添加すると、擬似体液浸漬1日以内に試料表面がアパタイトで被覆される材料を得ることができた。ヤング率は3〜5GPa、曲げ強度は40〜60MPaであった。これらの値はポリ乳酸単味の場合より優れており、培養骨マトリックスに用いるに十分好適な機械的性質を有している。さらに、この複合材料CCPCとスクロースとを混合し成形したのち、擬似体液中に浸漬することで、平均100μmの大きさの連通孔を有し、その骨格が生体吸収性骨類似アパタイト/ポリ乳酸からなる、気孔率99%多孔体が得られた。培養骨用マトリックスとして好適と考えられる。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Hirotaka Maeda: "Biomimetic Apatite Formation on Polylactic Acid Composites Containing Calcium Carbonates"J.Mater.Res.. 17. 727-730 (2002)
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[Publications] Yoshio Ota: "Bone Formation Following Implantation of Fibrous Calcium Compounds (β-Ca(PO_3)_2,CaCO_3(aragonite)) into Bone Marrow"J.Mater.Sci. : Mater.Med.. 43C. 895-900 (2002)
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[Publications] 太田義夫: "生体材料としてのβ-Ca(PO_3)_2ファイバー:ラット骨髄内での観察"Phosphorus Lett.. 45. 21-26 (2002)
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[Publications] Hirotaka Maeda: "Preparation of Bioactive Polylactic Acid Composites Containing Calcium Carbonates"Key Engng.Mater.. 240-242. 283-290 (2003)
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[Publications] Toshihiro Kasuga: "Preparation of poly(latic acid) composites containing calcium carbonate (vaterite)"Biomaterials. (掲載決定). (2003)
